雷射切割金屬的原理是利用雷射光束作為熱源照射金屬材料表面，使金屬材料表面溫度上升到熔（沸）點。同時，噴嘴平行於雷射光束照射方向噴射切割氣體，使材料熔化（汽化）。吹走（當切割氣體為氧氣等活性氣體時，切割氣體也會與金屬材料反應，提供氧化熱）。透過控制運動裝置，使切割頭沿著預定路線移動，切割各種形狀的工件。

在雷射切割機切割金屬的過程中，入射雷射的功率密度不同，金屬材料表面的變化也不同。一般來說，當金屬材料表面的雷射功率密度達到10MW/cm²數量級時，金屬材料表面會迅速升溫至材料的沸點，並強烈汽化成金屬蒸氣。當金屬材料表面的雷射功率密度超過100MW/cm²數量級時，無法及時排出的金屬蒸氣將被雷射能量重新加熱，形成等離子體雲。

雷射切割金屬材料產生的等離子雲大部分會被切割氣體吹走，剩下的小部分會形成等離子雲，影響金屬切割：

1）等離子雲會停留在金屬材料表面，阻礙雷射能量的傳輸，降低切割速度。

2）噴嘴下方截留的等離子體雲不僅會改變噴嘴與金屬材料之間的電容介質，還會使噴嘴發熱，影響其電容性能參數，幹擾電容高度控制器的檢測結果，降低噴嘴的檢測精度。控制的精度影響切割效果。

以目前市面上廣泛使用的2000W雷射為例，如果搭配100/125（準直透鏡焦距/聚焦透鏡焦距）切割頭使用，當尾纖芯徑小於40μm時，平均零焦點時光斑的功率密度將達到100MW/cm²量級，特別是在切割薄金屬板時，更容易產生等離子雲。

針對此問題，採用以下切割製程可以有效降低等離子雲對切割過程的影響：

1.採用脈衝切割。脈衝切割方法一方面可以確保雷射的峰值功率，另一方面可以縮短雷射對金屬材料的照射時間，減少等離子體雲的產生。

2、適當降低雷射切割功率。在不改變其他條件的情況下，降低切割功率可以降低焦點處的平均功率密度，減少等離子雲的產生。例如，使用單模2000W雷射全功率零焦點切割1mm不銹鋼時，由於等離子體雲的影響，切割速度並不理想。當切割功率降低到1800W時，切割速度提高了50%。

3.適當加寬切割縫。加寬切割縫不僅為等離子雲向下擴散提供了更寬的通道，減少了等離子雲對切割的影響，而且有利於加速切縫內熔渣的排出，增強切割效果。

4、適當縮短切割高度。切割高度不僅直接決定噴嘴與金屬材料表面之間等離子雲的厚度（距離越短，等離子雲越薄），而且距離切割噴嘴越近，切割壓力越高。 ) 切割氣壓的增加有助於加速噴嘴下方等離子雲的分散，減少等離子雲對入射雷射的屏蔽。因此，在確保切割頭安全的前提下，跟隨距離越短越好。

5. 使用合適的割嘴。合適的噴嘴可以在不增加噴嘴直徑的情況下增加氣體流量，並且可以加速金屬等離子體雲的分散。

6.切割頭增設側吹裝置及噴嘴冷卻裝置。側吹裝置用於吹走部分等離子體雲，減少噴嘴下方等離子體雲的聚集。此噴嘴冷卻裝置可減少等離子體雲對噴嘴的熱影響，避免影響噴嘴的電容性能參數。

7.採用高取樣率電容式高度調節器。高採樣率電容高度控制器不僅可以保證跟隨精度，還可以透過監控電容值的變化來確定噴嘴下方等離子體雲的變化。透過監測等離子雲的變化，工具機可以採取減速、暫停、脈衝切割等措施。減少等離子雲對切割的影響。